2021年度“中国高等学校十大科技进展”入选项目介绍
纳米尺度颗粒的快速检测在环境监测、恶性肿瘤早期筛查和方面具有十分重要的意义.基于微纳光学的传感技术拥有无标记和抗电磁干扰等优势,为上述应用提供了新的机遇,但在快速探测和超高灵敏度方面仍面临挑战。为此，急需提出新的光学传感原理，突破传统检测极限，获得分辨单个纳米级颗粒的检测能力。龚旗煌院士和肖云峰研究员等制备出超高品质因子固态光学微腔器件,极大地增强了光与物质的相互作用，并实现超低阈值微腔拉曼激光发射。在此基础上,他们提出利用微腔拉曼激光模式劈裂来检测单纳米尺度颗粒的新方法.实验上，他们在液体环境下证明了新方法检测单个２0纳米尺度颗粒的能力.这一方法的实现既可显著降低实验难度又具有良好的抗噪声能力。同时,他们还与XX大学童利民教授等合作，研制出纳米光纤阵列传感器，可快速检测单个百纳米尺度颗粒,并测定尺寸。这些新的原理和技术将推进光学传感的检测极限达到单分子水平，并具有实时便捷等优势。 研究成果分别发表在《XX院刊》和《先进材料》（封面文章）上。工作得到国际学术界的重视，被Phyｓ。org和Mateｒｉａlｓ Ｖiｅws等多家国际科技XX专题图文报道，并引起了大众 XX的关注。
二、网构软件理论、方法与技术
互联网正在逐步演化成一个全球泛在的计算平台,其XX、动态和难控的特性对软件技术提出了一系列重大挑战。以梅宏院士和XX大学吕建院士领衔的团队从2000年开始率先从软件角度探讨互联网计算,提出一种互联网软件新范型—网构软件（Intｅrｎetwarｅ），并在XX97３计划连续两期项目的支持下,建立了一套网构软件技术体系，取得一系列重要突破:构造了一个XX、协同的网构软件模型，用以描述和规约自主性、协XX、演化性、情境性、涌现性和可信性等互联网应用新特性；提出了支持按需协同和在线演化的容器系统结构及相关机制，支持系统自治管理，设计实现了网构软件的运行时支撑平台;提出了全生命期软件体系结构驱动的网构软件开发和演化方法。
作为中国学者自主提出的学术理念，网构软件研究整体处于国际先进水平,在软件构件、软件体系结构、软件自适应等技术上处于国际领先行列。在软件领域XX国际会议和XX发表近百篇学术XX,十多次入选最佳／优秀/亮点XX，数十次在国际会议上做主题/特邀报告;获得一批中明专利，XX多项国际、XX和行业标准；研制的工具和系统在国内外众多大中型信息系
统中得到应用；多次获得XX和部委级科技成果奖.对我国软件领域创新驱动战略做出了重要贡献.
三、免疫细胞分化发育与功能调控新机制研究
免疫系统为什么能够精确地感知外界病原体侵袭并及时启动能够清除病原体的免疫应答反应？这是免疫学领域前沿性重大科学问题.目前认为具有“哨兵”功能的树突状细胞(DC）起了关键性作用，但对于树突状细胞为什么具有这样的特殊免疫功能尚不十分清楚。第二军医大学医学免疫学XX重点实验室曹雪涛课题组从表观遗传和蛋白质修饰的新角度，研究了树突状细胞分化发育的分子机制，发现了一种树突状细胞选择性高表达并对于树突状细胞发育成熟至关重要的以前未见报道的新长链非编码RNA(将之命名为树突状细胞长链非编码ＲNA，ｌnc-ＤC），对于为什么lnｃ—DC 能够决定树突状细胞的发育成熟进行了机制研究，首次提出了胞浆中的lｎc-DC能够直接结合磷酸化蛋白信号分子ＳTAT3而起关键性作用，此作用方式对于研究其它生命科学现象及其ＲNA与蛋白质相互作用机理有重要的启示与借鉴意义.此外，对于如何控制树突状细胞不过度活化以避免机体发生自身免疫性疾病，该课题组发现了一个名为Ｒｈｂdd３的蛋白质分子能够抑制树突状细胞成熟和分泌炎症因子,阻止了自身免疫
性疾病发生。该研究丰富了对免疫细胞分化发育与参与自身免疫病机制的认识，对疫苗研发和疾病免疫探索有指导作用.研究结果分别发表于今年《Scieｎce》和《Naｔure Iｍmunｏlogy》。
四、快舟星箭XX飞行器技术及应用
该项成果是在XX86３计划重点支持下取得的一项原创性成果.针对突发灾害应急监测和抢险XX信息支持的迫切需求，在国际上首次提出并实现了星箭XX设计的理念和方法，解决飞行器快速研制、快速发射、快速应用的核心技术问题,实现了我国固体运载器机动发射卫星首次成功，创造了我国遥感卫星最快成像记录。项目总体指标国内领先、国际先进，开辟了我国快速响应空间技术的新途径，取得了重大的经济和XX效益。
利用该成果研制的快舟一号卫星于2021年9月25日成功发射，在巴基斯坦阿瓦兰地震、XX花莲地震、XX于田地震、XXXX县森林火灾、霍尼亚拉洪灾、马航ＭＨ37０客机失联、中国科考船“雪龙号”破冰支援等灾害发生后，及时实施了灾情监测，快速获取了灾害信息。特别是在XX鲁甸地震XX期间，快舟一号是我国唯一一颗实现针对灾区连续1５天重访成像的高分辨率遥感卫星,及时提供了高分辨率的震区影像，为及时全面了解灾情、灾情评估、抢险XX
指挥决策等提供了有力信息支撑.
快舟一号作为我国首颗具有快速响应能力的卫星,还在工程建设、土地利用、采XX区开采、水文、环境等实时监测应用方面，为国内19个省市61家用户单位提供了高质量遥感影像。
五、水稻矮化多分蘖基因DWARF ５３的图位克隆和功能研究
水稻籼粳亚种间存在XXXX优势，但籼粳交XX普遍存在株高超高的问题，利用部分显性矮杆基因可克服株高超高，有效利用籼粳XX优势。独脚金内酯（Ｓtrigoｌactone)是2021年发现的调控植物分枝的第三种激素，对植物株型起着至关重要调控作用，但其信号传导途径却知之甚少.本研究利用一个水稻部分显性矮杆突变体dｗaｒｆ ５３ （d53），通过图位克隆获得D53基因,它编码一个新的在结构上与I类Clｐ ATPａse类似的核蛋白。分析发现,在独脚金内酯存在条件下,Ｄ53蛋白可与两个已知的独脚金内酯信号分子Ｄ14、D3互作，XXＤ53–D14–SCFD3蛋白复合体,使D５3蛋白泛素化，进而被蛋白酶体特异降解，诱导下游目标基因表达，使独脚金内酯信号响应。该结果首次在遗传和生化层面上证实了D53蛋白作为独脚金内酯信号途径的抑制子参与调控植物分枝（蘖）生长发育，具有重要科学意义.不仅为水稻株型改良提供重要理论基础，也为籼粳交XX优势利用提供有用的基因和材料。该结果以Ａrｔ
ｉcle Rｅsearch形式在2021年12月26日《Nａture》上正式发表,“Ｄ14–SCＦD3-dｅpeｎdenｔ degradaｔｉｏn of Ｄ53 regｕlateｓ stｒigolactonｅ signalｉng"(2021， 5０４: 406—410）,目前已被SＣI他引31次。该XX同期ＮEWＳ ＆ ＶIEＷＳ栏目为本研究发表了专题评述，认为“D５3蛋白的发现为研究独脚金内酯和其它激素信号途径提供了积极帮助，并对调节植物营养分配与利用具有深远的影响。”
六、高温气冷堆主氦风机工程样机研制
高温气冷堆主氦风机工程样机项目由XX科技重大专项支持,集合高校与企XX量协同创新，并已经取得重大成果。成功研制的高温气冷堆主氦风机无XX率还是技术水平都属于世界领先，是世界高温气冷堆先进核电技术研发中的主要技术难关。该成果是我国自主创新在先进核能核心装备技术上的重大突破,对于我国自主创新的高温气冷堆示范电站建设具有重大意义。
主氦风机是高温气冷堆核电站的心脏装备.在研制过程中解决了多个重大技术问题,如主氦风机整机总体设计，大型氦气置入式立式高速电动机的研制,电磁悬浮轴承支撑的转子动力学分析,高性能叶轮的研制,大电流、XX差、高电压一回路边界电气贯穿件的研制等.
主氦风机的转子采用现代最新科技成果电磁轴承进行支撑。风机转子重量约４吨，完全采用电磁悬浮轴承支撑，实现了非接触无摩损运行，不需要润滑油系统。这是电磁轴承技术在世界上首次用于反应堆设备。
主氦风机工程样机由核能与新能源技术研究院负责总体技术并提供电磁轴承，同时负责整机调试及试验，XX电机负责电机,XX电气鼓风机厂负责叶轮及整机总装和试验平台,中核能源XX负责项目管理和质保.它的研制成功也是先进核能技术协同创新的重大成果.
七、具有极高硬度和稳定性的纳米孪晶金刚石
天然金刚石一直被认为是自然界中最硬的材料。自从1９5５年人类成功合成金刚石起，合成出比天然金刚石更硬的材料就成为科学界和XX界的共同梦想。燕山大学田永君教授领导的中外研究团队,在建立的多晶共价材料硬化模型指导下,采用洋葱碳为前驱体成功地合成出具有极高硬度和热稳定性的纳米孪晶金刚石,孪晶的平均厚度仅为5纳米。纳米孪晶金刚石的维氏硬度可达200 GPa,是天然金刚石的2倍，实现了人类合成比天然金刚石更硬材料的梦想;其韧性也比金刚石单晶提高了一倍，且抗氧化温度比天然金刚石高出200摄氏度以上。硬度、韧性和热稳定性三大指标的显著提高将使这类超硬工具的寿命成倍提高。
本成果发表在 2021年6月的NaｔuｒeXX上，XX封面和XX页分别进行了导读,题为“极致的金刚石：纳米孪晶合成将其硬度及热稳定性推至顶峰”和“硬科学:合成的金刚石日渐XX”，XX同期的Neｗs ＆ Vｉewｓ栏目刊文“金刚石变得更硬”也详细介绍了该项工作。本成果引起了学术界的广泛关注和高度评价，Nano Ｔodaｙ、Materials Today等XX以及XX、参考XX、赫芬顿邮报、芝加哥论坛、洛杉矶时报等新闻XX和科学XX都进行了报道。
八、肝硬化中肠道菌的改变的研究
从基因的角度首次揭示肠道菌与肝硬化的秘密.2021年７月，XX大学李兰娟院士领衔的团队，首次通过肠道微生态宏基因组技术,确定了肝硬化肠道微生物组的特征，成果发表在《自然》XX。
该研究从中获得26９万个非冗余的XX肠道微生物菌的基因集,首次建立了世界上第一个肝硬化肠道菌基因集，包含269万个基因，其中36.１%即97万为首次发现的基因;同时，阐明了肝硬化肠道菌的结构变化；并通过基因标记物的聚类分析，发现了28种细菌与肝硬化密切相关，其中多个细菌是肝硬化患者中首次发现，3８种与健康人密切相关；此外，首次发现肝硬化患者口腔菌侵入到肠道，而健康人中没有此现象，可能对肝硬化发生产生重要影响；
还发现了1５个高特异性和灵敏性的微生物基因，建立了预测疾病的模型,今后不仅有助于肝硬化诊断,还能用于肝硬化疗效的评估.这些科研发现对中国及全球的肝病的卫生工作作出重要贡献.
这是李院士领衔的科研团队2０年肝病微生态研究的结晶，他们对微生态在肝病发生中的作用机制做了大量艰苦的研究,取得了系列原创性成果，具有重大国际影响力。2021年9月，李兰娟院士当选为第五届国际XX微生物组联盟(IHMＣ)XX，成为首个在该组织担任的XX.同时将作为大会XX举办2021年卢森堡国际人类微生态大会,引领国际微生态的学科方向。
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